Uppsalamaterial kan rena från Darth Vader-kemikalie

Den är en av världens mest kraftfulla växthusgaser och den kan få dig att låta som Darth Vader. Nu har forskare uppfunnit material som ska fånga in gasen SF6. Och samtidigt hylla Uppsala universitet.

Ocean Cheungs uppfinningar, som fått namn efter Uppsala universitet, är designade för att fånga in gasen SF6. Förutom att gasen en kraftfull växthusgas kan den ge dig Darth Vader-röst.

Ocean Cheungs uppfinningar, som fått namn efter Uppsala universitet, är designade för att fånga in gasen SF6. Förutom att gasen en kraftfull växthusgas kan den ge dig Darth Vader-röst.

Foto: TT/UNT arkiv

Uppsala2023-09-18 16:30

UU 200. UU 201. UU 202. 

Låter det som ubåtsmodeller? Fel. Det är forskaren Ocean Cheungs hyllning till Uppsala universitet, UU. Han har nämligen gett de snillrika material han utvecklat namn efter universitetet där han jobbar. 

undefined
Den typ av material, så kallade MOF:s, som Ocean Cheung utvecklar på Ångströmlaboratoriet beskrivs som en teknikrevolution, med en lång rad olika användningsområden.

De fem material han hittills tagit fram har han beskrivit i vetenskapliga studier. Några har plockats upp av andra forskare som använt materialen i andra tillämpningar. På så sätt sprids Uppsala universitets namn i forskarvärlden.

UU-materialen är utformade med ett speciellt syfte, att fånga in den superpotenta växthusgasen SF6, en industriellt framställd gas som används i elektroniska produkter och finns i så gott som alla högspänningsställverk. Det isolerar nämligen helt från ström.

Det finns goda skäl att hitta sätt att fånga in SF6. Gasen är 23 500 gånger mer kraftfull än koldioxid när det gäller växthuseffekt. Mängden SF6 som släpps ut i atmosfären är tack och lov begränsad, ändå motsvarar effekten av ett års utsläpp den årliga koldioxidutsläppen från 100 miljoner bilar. 

undefined
Materialet är ett pulver men är i sin uppbyggnad poröst och fyllt av hålrum, dit ämnen som ska fångas upp kan bindas. Ocean Cheung, forskare, och Maria Strömme, professor, arbetar båda med tillämpningar av de material Ocean Cheung utvecklat.

– Det som släpps ut verkar kanske inte så mycket, men den är extremt kraftfull, säger Ocean Cheung, som leder forskningen som görs i samarbete med Maria Strömme, professor i nanoteknik. 

Den här typen av material har blivit ett hett forskningsämne. De tänkbara användningarna är många. En idé är att kunna fånga in vatten ur luften i öknen och sedan frigöra molekylerna och skapa möjligheter för dricksvatten på världens torraste platser. Ett annat område rör miljögiftet PFAS. Ett av Ocean Cheungs UU-material har visat sig ha egenskaper som är gynnsamma för att fånga in värstingkemikalien, som blivit en het fråga inte minst i Uppsala.  

undefined
Så här ser de fem Uppsalamaterialen ut - på nanonivå. Porerna, eller tunnlarna, som syns på bilderna är mindre än 1 nanometer, alltså mindre än 0,000001 millimeter. Bild e och f visar samma struktur ur olika vinklar.

– På lång sikt hoppas vi kunna utveckla ett material som med rätt metallkomponent inte bara fångar in PFAS utan även bryter ned, säger Ocean Cheung.

Hur funkar det då? Jo, materialen som på fackspråk kallas metallorganiska ramverk, är väldigt porösa. Finessen är hålrummen i materialets struktur. Det är där det som ska fångas in binds, lite som en svamp som suger in vatten. Skillnaden är att i en svamp är hålrumsstrukturen oordnad, i de här materialen är den ordnad genom ett precisionsarbete på nanonivå, designad för att fånga in endast en specifik gas.

undefined
Ocean Cheungs material är utvecklade på Ångströmlaboratoriet i Uppsala. De tänkbara kombinationerna av metall och kolkedjor som kan bilda nya material är närmast oändliga.

Ocean Cheung förklarar med en vardaglig bild:

– Gasen som fångas in ska lägga sig till rätta i hålrummet, som i en skön soffa. Om det inte binds för hårt kan man sedan frigöra och återanvända den, säger Ocean Cheung.

undefined
Brandskum är en källa till föroreningar av miljögiftet Pfas. Uppsalaforskare försöker nu hitta sätt att fånga in Pfas i så kallade metallorganiska ramverk.

Inom kort kommer världens 200 ledande forskare på just sådana här material till Sverige för ett Nobelseminarium. Tio av dem ska också hålla öppna föreläsningar i Uppsala om materialen.

Hur var det då med Darth Vader, det ondas gestalt i Stjärnornas krig? Jo, den som inhalerar SF6 får omedelbart en röst som Darth Vaders mörka stämma. 

De klipp som finns på Youtube där folk plötsligt låter som ondskan själv är ett av få konkreta spår av SF6. Som potent växthusgas har gasen i stort gått under det allmännas radar. 

undefined
Vill du låta som Darth Vader ska du inhalera SF6, den gas som Uppsalaforskare nu försöker hitta sätt att fånga in.

– Vi vet helt enkelt inte om att vi stöter på gasen i vår vardag. Men vi har velat göra skillnad med vår forskning och har därför intresserat oss för den, säger Ocean Cheung.

Visionen är att utveckla en kommersiell produkt. Dit är det ännu många steg, men det finns lovande resultat.

– Vi har något på gång som har att göra med rent vatten, energiproduktion och beredskap i krissituationer, säger Maria Strömme.

undefined
Maria Strömme, professor och Ocean Cheung, forskare, arbetar både med nanoteknologi och funktionella material. Ocean Cheung har namngett sina innovationer efter Uppsala universitet.
Toppforskare i Uppsala

I programmet inför Nobelmötet 19-22 september beskrivs materialen med molekylärt skräddarsydda kanaler och hålrum, som en möjlig teknikrevolution. 

193 forskare från hela världen kommer nu till Sverige för att diskutera forskning och tillämpning. Ett område som nämns, där forskning pågår i Sverige, är dekontaminering och dekonstruktion av kemiska stridsmedel.

Ett antal av toppforskarna besökte Uppsala den 18 september och höll öppna föreläsningar i Universitetshuset.

Så jobbar vi med nyheter  Läs mer här!